Facteurs paternels influençant le développement embryonnaire

�9 A S S I S T A N C E M E D I C A L E A LA P R O C R E A T I O N Andrologie (1997), 7, n ~ 2, 220-226

Facteurs paternels influen ant le d veloppement embryonnaire

J . PARINAUD

Laboratoire de Fdcondation In Vitro, CHU La Grave, 31052 Toulouse

RESUME

L ' i n f l uence des f a c t e u r s s p e r m a t i q u e s s u r le d $ v e l o p p e m e n t e m b r y o n n a i r e dans l 'esp~ce h u m a i n e a dtd d ~ m o n t r $ p a r la c o n s t a t a t i o n d ' u n e m o i n d r e qualit$ des e m b r y o n s o b t e n u s en F$conda- t ion In Vi t ro en cas d ' infer t i l i t~ mascu- l ine p a r r a p p o r t aux st~ri l i t~s tuba i re s . Les f ac t eu r s p o t e n t i e l l e m e n t impl iqu~s s o n t m u l t i p l e s . C 'es t a ins i que le cen- t r o s o m e d u z y g o t e , c e n t r e o r g a n i s a - t e u r des m i c r o t u b u l e s e t j o u a n t a in s i u n r61e e s sen t i e l d a n s les mi toses , es t e x c l u s i v e m e n t d ' o r i g i n e s p e r m a t i q u e e t c e r t a i n s dchecs de FIV o n t p u ~ t re re l ids ~ des a n o m a l i e s d u c e n t r o s o m e s p e r m a t i q u e . U n f a c t e u r c y t o s o l i q u e d u s p e r m a t o z o i d e , l 'osc i l l ine , e s t res- p o n s a b l e d e l ' a c t i v a t i o n o v o c y t a i r e p o s t f ~ c o n d a t i o n e t p o u r r a i t ~ t r e i m p l i q u ~ d a n s les r e t a r d s de c l i v a g e cons t a t~s d a n s les a n o m a l i e s d u sper- m e . Les a n o m a l i e s c h r o m o s o m i q u e s c o n s t a t ~ e s d a n s c e r t a i n e s o l i g o s p e r - m i e s s~vbres p o u r r a i e n t ~ t re r e s p o n - s a b l e s d ' a r r ~ t s d e d ~ v e l o p p e m e n t e m b r y o n n a i r e . Enf in , les p h ~ n o m ~ n e s d ' e m p r e i n t e s g ~ n o m i q u e s , se p r o d u i - s a n t lors de la s p e r m a t o g ~ n ~ s e , pour - r a i e n t ~ t r e i m p a r f a i t s d a n s les dys- f o n c t i o n n e m e n t s t e s t i c u l a i r e s ce q u i c o n d u i r a i t ~ l ' o b t e n t i o n d ' e m b r y o n s a y a n t des capac i t~s de d ~ v e l o p p e m e n t r~dui tes . Toutefo is , l ' absence d ' in f luence de f a c t e u r s s p e r m a t i q u e s s u r les

r~stf l ta ts de I 'ICSI t e n d ~ m o n t r e r que ce t t e t e c h n i q u e c o n t o u r n e le p r o b l b m e r e n c o n t r $ en FIV. Dans ces cond i t i ons , le f a c t e u r le p lus p r o b a b l e m e n t impli- qu$ s e m b l e ~ t re l ' a c t i v a t i o n ovocyta i - re.

Mots clds : spermatozo~de, embryon, centrosome, oscilline, gdndtique.

La p lupar t des ~tudes effectu~es sur les aspects spermatiques de l'interaction gam~- tique se sont focalis~es sur la f~condation et pour beaucoup d'auteurs l'impact de rinfer- tilit~ masculine se limite ~ l 'obtention ou non d ' embryons . Toutefo is , des ~ tudes r~centes ont montr~ que la qualit~ du sperme pouvait jouer un r61e important dans le d~veloppement embryonnaire . Les m~ca- n i smes po t en t i e l l emen t mis en j eu sont multiples et certains semblent pouvoir ~tre contourn~s par l ' injection in t racytoplas- mique (ICSI). Dans cet article nous faisons une revue des donn~es cliniques et fonda- mentales disponibles sur le sujet.

DONNEES CLINIQUES

1. F ~ c o n d a t i o n I n Vi t ro

La f~condation in vitro est un bon module d'~tude de l'influence des facteurs mascu- lins sur le d~veloppement embryonnaire , puisqu'elle permet d 'une par t de faire la p a r t des ~checs de f~condat ions et des d~fauts de d~veloppement embryonnai re

220

dans les infertilit6s masculines, et d 'autre p a r t d ' 6va lue r la qua l i t 6 des p r e m i e r s stades de la croissance de l'embryon.

C'est ainsi que nous avons montr6 [1] que, en f6condation in vitro, la qualit6 morphologique des embryons 6tait alt6r6e et que le t aux de n ida t ion 6tai t d iminu6 dans les ol igo-asth6no-t6ratospermies s6v~res. En effet, lorsque l'on 6tudie la qualit6 morphologique des embryons au stade 4 cellules (class6e de 1 ~ 3) en fonction des indica- t ions , il s 'av~re que le p o u r c e n t a g e de transferts d'embryons de tr~s bonne qualit6 (groupe 3 : 4 blastom~res de taille identique et absence d'exsudats cytoplasmiques) est significativement plus 61ev6 dans les st6rili- t6s d'origine tubaire que dans les st6rilit6s mascul ines (Tableau 1). La s i tua t ion est inverse pour les t ransfer ts d'embryons de moins bonne qualit6 morphologique (groupe 1 : blastom~res de tailles in6gales et nom- breux exsudats cytoplasmiques).

Si l'on regarde de fa~on plus d6taill6e les param~tres spermat iques , il s 'av~re que lorsque la num6ration est inf6rieure ~ 10 x 106/ml, le pourcentage de t r ans fe r t d'embryons de classe 3 est s ign i f ica t ivement abaiss6 (18% versus 37% ; P < 0,05). De plus, lorsque l'on compare les t r ans fe r t s d'embryons de classe 1 h ceux de classe 3, le pourcentage de spermatozo~des anormaux (48% + 19% versus 43% _+ 18% ; P < 0,05) et celui de spermatozoides porteurs d'anomalies de la r6gion post acrosomique (29% + 15% versus 18% + 7% ; P < 0,05) sont sup6- rieurs dans le premier groupe.

Dans le m6me sens, J a n n y et Menezo [2] ont montr6 que le pourcentage d'embryons at teignant le stade blastocyste en coculture 6tait significativement abaiss6 en cas d'anomalie du sperme.

Ces constatat ions sont en accord avec les 6tudes en clinique humaine de Yovitch et al. [3] et de Ron E1 et al. [4] qui ont rap-

Tableau 1 : Param$tres des tentat ives de FIV en fonction de l'origine de l ' inferti l i td *D'apr$s Parinaud et al. [1].

St~rilit6s tubaires (626) St6rilit~s masculines (84)

Grossesses

Groupes de morphologie embryonnaire 1 2 3

156 (25%) 16 (19%)

114 (18%) 26 (31%) 283 (43%) 34 (41%) 229 (37%) 24 (29%)

Age des femmes 34.1 + 4.1

Param~tres spermatiques num6ration (106/ml) 91 _+ 61 mobilit6 (%) 56 + 20 formes normales (%) 67 + 17

33.5 + 4

44 + 55 b 33 + 17 b 43 _+ 19 b

Pic E2 (pg/mL) 1708 + 596 1681 + 579

Nombre de follicules > 15mm

Nombre d'ovocytes

5,5 _+ 2.4 5,9 _+ 2.3

7,8 + 4.1 7,9 + 4.3

*Moyennes +_ dcart-types ; ~ P < 0,05 et b p < 0,001 entre stdrilitds tubaires et mascul ines

221

port6 des d6veloppements embryonnaires de mauvaise qualit6 en cas d 'anomalies du sperme. De plus elles corroborent les 6tudes exp6rimentales faites chez l'ani- mal [5, 6] qui montrent, apr~s induction d'une hyperthermie testiculo-6pididymai- re, une a u g m e n t a t i o n de la mor ta l i t6 embryonnaire avant m~me que les alt6ra- t ions de la qua l i t6 du s p e r m e so ien t observables.

Tab leau 2 : F o r m a t i o n de b las tocys t e s en fonction de la quali td du sperme, d'apr$s Janny et Menezo [2].

Qualit6 du sperme Normale Anormale

Nbre de transferts 144 95

Nbre de cas avec 126 (87,5%) a 60 (63,2%) au moins 1 blastocyste

Nbre d'embryons 1397 560

Nbre de blastocystes 621 (44,4%)a 194 (34,6%)

a p < 0 ,001 ve r sus s p e r m e a n o r m a l

2. ICSI

Contrairement ~ ce qui a 6t6 trouv6 pour la FIV, ~ ce jour aucune relation n'a pu ~tre mise en 6vidence en ICSI entre la qualit6 du sperme et l'aptitude des embryons ~ se d6velopper [7, 8]. C'est ainsi que Svalander et al. [9] ont obtenu des taux d'implantation similaires dans les groupes de bonne et mauvaise morphologie spermatique. De plus, lors de l'enqu~te BLEFCO [10], il est apparu que les taux de grossesse par ponc- tion n'6taient pas du tout influenc6s par la num6ra t ion de spermatozoides mobiles dans r6jaculat, m~me dans les cas d'oligospermie extreme (< 100.000 spermatozoides mobiles/ml), et qu'ils ~taient semblables ceux obtenus en FIV dans les st6rilit6s tubaires ~ sperme normal. Oehninger et al. [11] ont compar6, dans les t6ratospermies s6v~res (< 4% de formes normales), la qua-

lit6 des embryons obtenus par FIV et par ICSI ; ils ont trouv6 que les embryons pro- venant d'ICSI avaient un score morphologique meilleur et une aptitude ~ la nidation sup6rieure.

L'ensemble de ces donn6es sugg~re donc que le spermatozoide apporte des ~16ments essentiels au d6veloppement embryonnaire. Ces 616ments peuvent ~tre de deux ordres : g6n6tiques et cytoplasmiques, et parmi ces derniers on peut dist inguer les facteurs d'activation ovocytaire et le centrosome. Toutefois, I'ICSI semble ~tre capable de court-circuiter, au moins en partie, cette influence du spermatozoide sur le d6velop- pement embryonnaire.

FACTEURS SPERMATIQUES CYTOSOLIQUES INFLUEN(~ANT LE

D E V E L O P P E M E N T EMBRYONNAIRE PRECOCE

1. C e n t r o s o m e

Le centrosome est le centre cellulaire, orga- nisateur des microtubules, et joue donc un r61e essent iel dans la mise en place du cytosquelette et dans la r6gulation des divi- sions cellulaires.

Lors de la spermatog6n~se, le centrosome est globalement conserv~ mais il perd la plupart de la T tubuline [11]. A l'oppos6, pendant l'ovog~n~se le centrosome dispa- rait compl~tement et il ne reste que l a g tubuline [11]. Dans le zygote le centrosome est donc exclusivement d'origine spermatique [12] et le fuseau mitotique des pre- mieres mitoses de l'embryon est donc form6 uniquement sous l ' influence de facteurs paternels [13].

Les d~fauts de formation du centrosome spermatique pourraient se traduire par une absence de mitose malgr~ la p6n6tration du spermatozo~de dans l'ooplasme ou par des mitoses de mauvaise qualit~ amenant ~ la formation de d6bris cellulaires et ~ une r6partition inad6quate des chromosomes

222

[13, 14]. Ces dysfonctionnements du centre cellulaire du spermatozoide pourra ien t entrainer la formation d'embryons ayant une faible ap t i tude au d6veloppement. Ainsi, Navar et al. [15] ont montr6 une relation entre la qualit6 et la taille du centrosome spermatique et l'aptitude des tau- reaux ~ la reproduction. Par ailleurs, Ash et al. [16] ont montr6 que 25% des ovocytes n ' a y a n t pas donn6 d 'embryons en FIV humaine sont en r6alit6 f6cond6s et que la plupart de ces 6checs pourraient fitre dfis h un d6faut de centrosome, qui pourrait donc repr6senter une nouvelle cause de st6rilit6 masculine [17]. Toutefois, l'exploration de la qualit6 du centrosome est trbs difficile et fait appel ~ des techniques non utilisables en routine.

2. Facteur act ivateur de l'ovocyte

Lors de la fusion des gametes, la p6n6tra- tion du spermatozo~de entraine une s6rie d'oscillations du calcium libre dans le cytoplasme ovocytaire [18, 19]. Ces oscillations entrainent ractivation ovocytaire, c'est-~- dire la reprise de la m6iose et l'activation de la traduction prot6ique. Cette mobilisa- tion du calcium intracellulaire est due h u n facteur prot6ique cytosolique thermolabile non sp6cifique d'esp~ce [20], appel6 oscilline [21], qui agirait en activant une vole de transmission du signal faisant intervenir l'inositol triphosphate. L'injection intracy- toplasmique d'oscilline reproduit les oscillations du calcium et induit l'activation ovocytaire. Tesarik et al. [22] ont montr6 que ces m~mes oscillations se produisaient en ICSI, et que l'augmentation artificielle du calcium libre intra-ovocytaire par le ionophore permet ta i t d 'obtenir jusqu'h 90% d'embryons (versus 32% chez les t6moins) [23]. Un d6ficit en facteur d'activation pourrait fitre h l'origine des retards de forma- tions de zygotes, associ6s h de faibles d6ve- loppements embryonnaires, tels que Ron-E1 et al. les ont d6crits dans les t6ratospermies [4].

FACTEURS GENETIQUES PATERNELS INFLUEN(~ANT LE DEVELOPPEMFAVr

EMBRYONNAIRE PRECOCE

1. Anomalies chromosomiques

L'association entre anomalies chromosomiques somatiques et troubles de la sper- matog6nbse a 6t6 largement d6crite. C'est ainsi que Bourouillou et al. [24] ont montr6 qu'environ 7% des hommes pr6sentant une oligospermie s6v~re (< 106/ml) et 15% de ceux ayant une azoospermie 6taient porteurs d'une anomalie chromosomique. Chez ces hommes, par ailleurs en bonne sant6, le taux d'anomalies chromosomiques est donc environ 15 fois sup6rieur ~ celui de la popu- lation g6n6rale. Parmi ces anomalies, on retrouve essentiellement des anomalies des chromosomes sexuels et des translocations robertsoniennes.

Tableau 3 : Anomalies chromosomiques soma. tiques en fonction de la numdration de sper- matozofdes, d'apr~s Bourrouillou et al. [25].

Numeration de Nbre de sujets Nbred'anomalies spermatozo~des 6tudi~s chromosomiques

(%)

Azoospermie 440 68 (15,5) < 10xlO6/ml 598 39 (6,5) 10xl0~/ml << 20xl06/ml 406 2 (0,5)

Total 1444 109 (7,5)

De plus, Moosani et al. [26] ont montr6 que les spermatozo~des d 'hommes infert i les 6taient porteurs de plus d'anomalies chromosomiques que les spe rmatozo ides d'hommes fertiles.

On peut donc penser que les zygotes issus de spermes anormaux ont un capital g6n6- tique alt6r6. Le g6nome embryonnaire com- men,ant ~ s'exprimer, dans l'esp~ce humaine, h partir du stade 4 cellules, ses anomalies pourraient ~tre responsables de blo- cages de d6veloppement des embryons, tels que l'ont constat6 Janny et M6n6zo [2].

223

2. Empreintes g~nomiques

Les e xpe r i e nc e s de r e c o n s t r u c t i o n de zygotes ont clairement montr~ la compl& m e n t a r i t ~ i n d i s p e n s a b l e des g~nomes maternels et paternels dans le d~veloppement embryonnaire. C'est ainsi que Surani et al. [27] ont montr~, chez la souris, que les ceufs gynog~notes (2 pronuclei femelles) avaient un d~veloppement normal de l'embryon lui-m~me, mais une absence totale de d~veloppement du trophoblaste. A l'oppos~, les ~eufs androg~notes (2 pronuclei m~les) avaient un d~veloppement excessif du trophoblaste et une quasi absence des struc- tures embryonnaires. Ceci suppose que la croissance des annexes de l'ceuf est sous la d~pendance de g~nes exprim~s uniquement

par t i r des chromosomes paternels , les g~nes m a t e r n e l s c o r r e s p o n d a n t s ~ tan t r~prim~s. Ceci constitue l 'empreinte g~nomique, qui se produit pendant la gam~tog& n~se, les g~nes r~prim~s ~tant m~thyl~s. I1 semble qu'il en soit de m~me dans l'esp~ce humaine. En effet, le pouvoir invasif des tumeurs placentaires est corr~l~ ~ la quan- tit~ de g~nes paternels (Tableau 4).

L'expression g~nomique prSf~rentielle ~ ~t~ d~montr~e, dans l'esp~ce humaine, pour le g~ne H19 et pour les g~nes codant pour I'IGF2 et pour son r~cepteur [29]. Ainsi, le g~ne H19, qui agirait comme suppresseur de p ro l i f e ra t ion t umora l e , est expr im~ abondamment dans le placenta mais pas du

Tableau 4 : Potentiel invas i f des tumeurs placentaires en fonction de leur composi- tion gdnomique, d'apr~s Goshen et al. [28].

Histologie Rapport Potentiel g4nomique invasif

Choriocarcinome > 2P Tr~s ~lev~ Mole complete 2P Elev~ Mole partielle 2P:IM Mod~r~ Placenta 1P:IM Normal Triplo~die type 2 1P:2M R~duit Kyste dermo~de 2M Absent

P : gdnome paterne l ; M : gdnome materne l

tout dans la mSle complete, et serait donc r~prim~ pendant la spermatog~n~se. A l'oppos~, le g~ne de I'IGF2 ne s'exprime qu'~ partir des chromosomes paternels.

I1 est donc possible que lors d'une spermatog~n~se imparfaite il y air des anomalies de m~thylat ion de I'ADN conduisant ~ la sur-expression ou ~ la sous-expression de certains g~nes et donc fi des anomalies du d~veloppement embryonnaire.

Ces notions prennent une importance plus grande lorsque l'on envisage les techniques d'injection de spermatides rondes (ROSNI) [30]. En effet, lors de la spermiog~n~se, de profonds remaniements du noyau se pro- duisent, en particulier le remplacement des histones par les protamines. I1 n'est donc pas i m p r o b a b l e que ces m o d i f i c a t i o n s concernent ~galement les m~thylations de I'ADN et donc que les ph~nom~nes d'em- p re in te g~n~tique soient incomple t s au stade spermatide. Toutefois, il faut souligner que cette hypoth~se n'a pu ~tre pour l ' ins tan t ni prouv~e ni infirm~e. L'argu- men t des promoteurs de cette technique, bas~ sur la normalit~ des enfants n~s apr~s ROSNI, est ext r~mement fragile dans la mesure oh les maladies connues pour ~tre reli~es aux ph~nom~nes d'empreinte g~n& t ique ( t umeur de Wilm, r~t inoblas tome, ost~osarcome) se r~v~lent apr~s plusieurs ann~es de vie [31]. Ces donn~es conjugu~es

l'absence de recul dans l'exp~rience ani- male, doivent conduire, ~ notre avis, ~ la plus grande circonspection dans l 'utilisa- tion clinique du ROSNI.

CONCLUSION

La qualit~ du sperme a donc une influence certaine sur le d~veloppement embryonnaire. Toutefois, I'ICSI permet de compenser, au moins en partie, certaines d6ficlences spermatiques ayant un effet d~l~t~re sur la qualit~ embryonnaire. Comme il parait peu probable que I'ICSI permette de contourner des anomalies g~n~tiques ou des d~ficits du

224

centrosome, cet effet paternel semble ~tre essentiellement dfi au facteur d'activation ovocytaire. En effet, la p~n~tration de la micropipette dans le cytoplasme pourrai t entrainer une d~charge massive de calcium intracellulaire, compensant ainsi le d~ficit spermatique. Dans ce cadre, I'ICSI pallie- rait non seulement les d~fauts de f~condation, mais ~galement certaines anomalies embryonnaires induites par les anomalies spermatiques. De plus, I'ICSI permettrai t d'~viter les retards de f~condation observes par Ron E1 et al. [4] dans les t~ratospermies. A partir de ces donn~es, on peut envi- sager d'utiliser I'ICSI dans les cas off les embryons obtenus en FIV sont de faible qualit4. De plus, l '4valuation de l'oscilline pour ra i t pe r me t t r e de d iagnos t iquer de nouvelles infertilit~s masculines.

Enfin, il convient de souligner que r I c s I ne r~sout certainement pas tous les probl~mes d'influence paternelle sur l'embryon, puisque le taux d ' implantation n'est au maximum que de 15% et que les ~checs d'implantation sont certainement dfis pour partie h des facteurs paternels. Ces facteurs, en particulier les ph~nom~nes d 'empre in te g~nomique, constituent une voie de recherche essentielle pour la comprehension des m~canismes de d~veloppement embryonnaire.

REFERENCES

1. P A R I N A U D J. , M I E U S S E T R., V I E I T E Z G., LABAL B., RICHOILLEY G. : Influence of sperm pa rame te r s on embryo qual i ty . Fer t i l . Ster i l . , 1993, 60 : 888-892.

2. JANNY L:, MENEZO Y.J.R. : Evidence for a strong paternal effect on human preimplantation embryo d e v e l o p m e n t and b l a s tocys t f o rma t ion . Mol. Reprod. Dev., 1994, 38 : 36-42.

3. YOVITCH J.L., STANGER J.D. : The limitations of in vitro fertilization from maleswi th severe oligo- spermia and abnormal sperm morphology. J. In Vitro Fert. Embryo Transf., 1984, 1 : 172-9.

4. RON-EL R., NACHUM H., HERMAN A., GOLAN A., CASPI E., S O F F E R E.~: Delayed fertilization and poor embryonic development associated with impaired semen quality. Fertil. St~ril., 1991, 55 : 338-44.

5. SETCHELL B.P., D'OCCHIO M.J., HALL M.J., LAURIE M.S., T U C K E R M.J. , ZUPP J.L. : Is embryonic mortality increased in normal females mated to subfer t i le males ? J. Reprod. Fert i l . , 1988, 82 : 567-74.

6. MIEUSSET R., QUINTA CASARES P., SANCHEZ PARTIDA L.G., SOWERBUTS S.F., ZUPP J.L., SETCHELL B.P. : Effects of heating the testes and epididymides of ram by scrotal insulation on ferti- lity and embryonic mortality in ewes inseminated with frozen sperm. J. Reprod. Fertil., 1992, 94 : 337-43.

7. PALERMO G., JORIS H., DERDE M-P., CAMUS M., DEVROEY P., VAN STEIRTEGHEM A.C. : Sperm characters is t ics and outcome of human assisted fertilization by subzonal insemination and intracytoplasmic sperm injection. Fertil. Steril., 1993, 59 : 826-35.

8. MANSOUR R.T.,'ABOULGHAR M.A., SEROUR G.I., AMIN Y.M., RAMZI A.M. : The effect of sperm para- meters on the outcome of intracytoplasmic sperm injection. Fertil. Steril., 1995, 64 : 982-6.

9. SVALANDER P., JAKOBSON A-H., FORSBERG A-S., BENGTSSON A-C., WIKLAND M. : The outcome of intracyteplasmic sperm injection is unrela- ted to "strict" sperm morphology. Hum. Reprod., 1996, 11 : 1019-22.

10. COHEN-BACRIE P., HAMAMAH S., PARINAUD J., ZERAH S. : La micro-injection en France : rapport de l 'enqu~te mul t icen t r ique des BLEFCO. Contracept. Fertil. Sex., 1995, 23 : 477-80.

11. O E H N I N G E R S., K R U G E R T.F., S IMON T., JONES D., MAYER J., LANZENDORF S., et al. : A comparative analysis of embryo implantat ion potential in patients with severe teratozoospermie undergoing in-vitro fertilization with a high insemination concentration or intracytoplasmic sperm injection. Hum. Reprod. 1996, 11 : 1086-9.

12. SCHATTEN G. : The centrosome and its mode of inhe r i t ance : the reduc t ion of the cent rosome during gametogenesis and its restoration during fertilization. Dev. Biol., 1994, 165 : 299-335.

13. PALERMO G., M U N N E S., C O H E N J. : The human zygote inherits its mitotic potential from the male gamete. Hum. Reprod., 1994, 9 : 1220-5.

14. SIMERLY C., WU G-J., ZORAN S., ORD T., RAW- LINS R., JONES J., et al. : The paternal inheri- tance of the centrosome, the cell's microtubules- organizing center, in humans, and the implications for infertility. Nature Medicine, 1995, 1 : 47-52.

15. NAVARA C., FIRST N., SCHATTEN G. : Indivi- dual bulls affect sperm aster size and quali ty : relationship between the sperm centrosome and development. Mol. Biol. Cell, 1993, 4 : 828.

225

16. ASCH R., S IMERLY C., ORD T., ORD V.A., SCHATTEN G. : The stages at which human ferti- l ization arres ts : microtubule and chromosome configurations in inseminated oocytes which failed to comple te f e r t i l i z a t i o n and d e v e l o p m e n t in humans. Hum. Reprod., 1995, 10 : 1897-1906.

17. VAN BLERKOM J. : Sperm centrosome dysfunction : a possible new class of male factor infertility in the human. Mol. Hum. Reprod., 1996, 2 : 349-54.

18. TAYLOR C.T., LAWRENCE Y.M., KINGSLAND C.R., BILJAN M.M., CUTHBERTSON K.S.R. : Oscillations in intracellular free calcium induced by spermatozoa in human oocytes at fertilization. Hum. Reprod., 1993, 8 : 2174-9.

19. SWANN K., LAWRENCE Y. : How and why spermatozoa cause calcium oscillations in mammalian oocyte. Hum. Reprod., 1996, 11 : 388-90.

20. DOZORTSEV D., RYBOUCHKIN A., DE SUTTER P., QIAN C., DHONT M. : Human oocyte activation following intracytoplasmic injection : the role of the sperm cell. Hum. Reprod., 1995, 10 : 3-407.

21. PARRINGTON J., SWANN IL, SHVECHENKO V.I. : Calcium oscillations in mammalian oocytes triggered by a soluble sperm protein. Nature, 1996, 379 : 364-8.

22. TESARIK J., SOUSA M., TESTART J. : Human oocyte ac t iva t ion af ter in t racytoplasmic sperm injection. Hum. Reprod., 1994, 9 : 511-8.

23. TESARIK J., SOUSA M. : More than 90% fertilization rates after intracytoplasmic sperm injection and artificial induction of oocyte activation with calcium ionophore. Fertil. Steril., 1995, 63 : 343-9.

24. BOUROUILLOU G., DASTUGUE N., COLOM- BIES P. : Chromosome studies in 952 infer t i le male with a sperm count below 10 millions/ml. Hum. Genet., 1985, 71 : 366.

25. BOURROUILLOU G., MANSAT A., CALVAS P., PONTONNIER F., COLOMBIES P. : Anomalies chromosomiques et infertilit~ masculine. Etude de 1444 sujets. Bulletin de l 'Association des Anato- mistes, 1987, 71 : 29-31.

26. MOOSANI N., PATTINSON N., CARTER M.D., COX D.M., RADEMAKER A.W., MARTIN R.H. : Chromo- somal analysis of sperm from men with idiopathic infertility using sperm karyotyping and fluorescence in situ hybridization. Fertil. Steril., 1995, 64 : 811-7.

27. SURANI M.A.H., BARTON S.C., NORRIS M.L. : Exper imenta l reconstruction of mouse eggs and embryos: an analysis of mammalian development. Biol. Reprod., 1987, 36 : 1-16.

28. GOSHEN R., BEN-RAFAEL Z., GONIK B., LUS- TIG O., TANNOS V., DE-GROOT N., et al. : The role of genomic imprinting in implantation. Fertil. Steril., 1994, 62 : 903-10.

29. DE-GROOT N., HOCHBERG A. : Gene imprinting during placental and embryonic development. Mol. Reprod. Dev., 1993, 36 : 390-406.

30. TESARIK, J., ROLET, F., BRAMI, C., et al. : Sperma- rid injection into human 0ocytes. II. Clinical applica- tion in the treatment of infertility due to non-obstruc- tive azoospermia. Hum. Reprod., 1996, 11 : 780-783.

31. FEINBERG A.P. : Genomic imprinting and gene acti-

vation in cancer. Nature Genet., 1993, 4 : 110-113.

ABSTRACT

Influence of sperm factors on early human development

J. PARINAUD

The inf luence of sperm factors on early h u m a n e m b r y o n i c d e v e l o p m e n t h a s been shown through the product ion of lower q;!a!ity embryos in case of in vitro f er t i l i za t ion (IVF) for male in fer t i l i ty w h e n c o m p a r e d to t u b a l i n f e r t i l i t y . Numerous factors may be implied in this effect. Indeed, zygotic centrosome, cellu- lar orgRuiTer having a key role in mito- sis, is exclusively from paternal origin and some IVF failures have correlated to centrosome deficiencies. A sperm cyto- solic protein, oscil l in, induces oocyte activation after sperm-egg fusion and could be responsible of clivage retarda- tions observed in sperm abnormalities. Paternal chromosomal abnormalities, shown in as much as 8% of severe oligo- spermia , could lead to d e v e l o p m e n t blockage of the embryos. Last, genome impr in t ing dur ing spermatogenes i s , could be impaired in testicular dysfunc- tions, and thus the embryos could have low developmental abilities. However, it must be pointed out that no influence of sperm qual i ty has been found us ing intracytoplasmic sperm injection (ICSI) procedures. Thus we can postulate that this t echn ique al leviate the problem found with IVF. Thus the factor involved in the paternal effect on early embryoge- nesis is likely oocyte activation. Key words : Spermatozoa, embryo, centrosome, oscillin, genetics.

226

Documents

Facteurs paternels influençant le développement embryonnaire